Ključna razlika između petljaste kvantne gravitacije i teorije struna je u tome što petljasta kvantna gravitacija ne pokušava objediniti fundamentalne interakcije, dok je teorija struna teorijski pokušaj objedinjavanja sve četiri fundamentalne interakcije.
Loop quantum gravity je teorija koja spada pod kvantnu gravitaciju, a cilj joj je spojiti kvantnu mehaniku i opću relativnost. Teorija struna je teorijski okvir u kojem se točkaste čestice (iz fizike čestica) zamjenjuju s D objektima koji se nazivaju strunama. Četiri temeljne interakcije o kojima se govori gore u odjeljku o ključnim razlikama su gravitacijske interakcije, elektromagnetske interakcije, jake interakcije i slabe interakcije.
Što je Loop Quantum Gravity?
Loop quantum gravity je teorija koja spada pod kvantnu gravitaciju, a cilj joj je spojiti kvantnu mehaniku i opću relativnost. To se postiže ugradnjom standardnog modela u okvir slučaja čiste kvantne gravitacije. Ovu teoriju možemo skratiti kao LQG, a ona je kandidat za kvantnu gravitaciju, gdje se natječe s teorijom struna.
Ovu teoriju možemo shvatiti kao pokušaj razvoja kvantne teorije gravitacije. Ovaj razvoj možemo učiniti ovisno o Einsteinovoj geometrijskoj formulaciji gdje gravitaciju ne tretiramo kao silu. Tu trebamo pretpostaviti da je teorija petljaste kvantne gravitacije kvantizirala prostor i vrijeme analogno kvantizaciji energije i momenta u kvantnoj mehanici. Stoga nam ova teorija daje naznaku prostorvremena gdje se prostor i vrijeme čine zrnatima i diskretnima izravno zbog kvantizacije, što je slično fotonima u kvantnoj teoriji u vezi s elektromagnetizmom i diskretnim energetskim razinama atoma.
Slika 01: CMS detektor čestica
Štoviše, ova teorija postulira da se struktura prostora sastoji od konačnih petlji utkanih u finu mrežu sličnu tkanini. Ove mreže nazivamo spin mrežama. Međutim, sam prostor preferira atomsku strukturu. Postoje dva istraživačka pristupa za ovu teoriju, koji uključuju tradicionalniju kanoničku petlju kvantne gravitacije i novu kovarijantnu petlju kvantne gravitacije.
Što je teorija struna?
Teorija struna je teorijski okvir u kojem se točkaste čestice iz fizike čestica zamjenjuju D objektima koji se nazivaju strunama. Ova teorija može opisati širenje struna kroz prostor i njihove međusobne interakcije. Kada se radi o većim razmjerima, struna izgleda kao obična čestica koja ima svoju masu, naboj itd., a to možemo odrediti kroz stanje vibracije te žice.
Možemo uočiti da teorija struna smatra jedno ili više vibracijskih stanja niza čestica odgovarajućim svojstvom gravitacije, koja je kvantno mehanička čestica koja nosi gravitacijsku silu. Stoga možemo reći da je teorija struna teorija kvantne gravitacije.
Štoviše, teorija struna pridonosi napretku matematičke fizike koja se primjenjuje u raznim problemima koji se tiču fizike crnih rupa kao iu ranoj kozmologiji svemira, nuklearnoj fizici itd.
Kada se razmatra povijest ove teorije, ona je prvi put došla na pozornicu 1960-ih kao teorija jake nuklearne sile. Međutim, napuštena je u korist kvantne kromodinamike. Kasnije su znanstvenici shvatili da je glavna svojstva teorije struna čine neprikladnom za nuklearnu fiziku te su pripisani kvantnoj teoriji gravitacije. Najraniji model teorije struna možemo identificirati kao teoriju bozonskih struna. Ova teorija uključivala je samo bozonske čestice, što se kasnije razvilo u teoriju superstruna koja je ukazivala na odnos ili "supersimetriju" bozona i fermiona.
Koja je razlika između petljaste kvantne gravitacije i teorije struna?
Loop quantum gravity je teorija koja spada pod kvantnu gravitaciju, a cilj joj je spojiti kvantnu mehaniku i opću relativnost. Teorija struna je teorijski okvir u kojem se točkaste čestice (iz fizike čestica) zamjenjuju s D objektima koji se nazivaju strunama. Ključna razlika između petljaste kvantne gravitacije i teorije struna je u tome što petljasta kvantna gravitacija ne pokušava objediniti temeljne interakcije, dok je teorija struna teorijski pokušaj objedinjavanja sve četiri temeljne interakcije.
Infografika u nastavku sažima razlike između kvantne gravitacije petlje i teorije struna u tabelarnom obliku.
Sažetak – Kružna kvantna gravitacija nasuprot teorije struna
Ključna razlika između petljaste kvantne gravitacije i teorije struna je u tome što petljasta kvantna gravitacija ne pokušava objediniti temeljne interakcije, dok je teorija struna teorijski pokušaj objedinjavanja sve četiri temeljne interakcije. Četiri temeljne interakcije o kojima se govori gore u odjeljku o ključnim razlikama su gravitacijske i elektromagnetske interakcije, jake i slabe interakcije.
